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工程師為物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)提供連接的方式可能因項目而異——即使物聯(lián)網(wǎng)部署在看似相同的設(shè)置中涉及相同的用例。
例如，兩個遠(yuǎn)程設(shè)施中的兩組溫度傳感器可能使用類似的藍(lán)牙傳感器，并且由于物理環(huán)境的原因具有類似的射頻部署策略，但是這兩種實現(xiàn)需要使用非常不同的技術(shù)將數(shù)據(jù)從這些傳感器發(fā)送到云。這是因為無線基礎(chǔ)設(shè)施從一個位置到另一個位置差異很大，這可能會迫使工程團(tuán)隊對原本相同的項目使用兩種不同的連接策略。
上面示例中的第一個遠(yuǎn)程設(shè)施可能有可用的Wi-Fi基礎(chǔ)設(shè)施，作為從藍(lán)牙傳感器將數(shù)據(jù)返回到本地服務(wù)器或云的手段。與此同時，第二家工廠可能缺乏可用的基礎(chǔ)設(shè)施，必須依賴不同的基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋，比如用于回程的LoRaWAN等遠(yuǎn)程技術(shù)。這兩個場景仍然需要在溫度傳感器中的藍(lán)牙無線電和可用的回程連接基礎(chǔ)設(shè)施之間建立橋接。
這些無線基礎(chǔ)設(shè)施在不同地點之間的差異——甚至在一個給定的實現(xiàn)點之間的差異——為每個物聯(lián)網(wǎng)項目增加了一層復(fù)雜性。在早期，工程團(tuán)隊必須評估什么基礎(chǔ)設(shè)施是可用的，基于什么是可用的和不可用的開發(fā)連接策略，并根據(jù)這些情況定制物聯(lián)網(wǎng)部署。這需要大量的時間和精力。如果有一個單一的、統(tǒng)一的、隨處可用的回程連接源，事情會簡單得多。
只要工程師一直致力于物聯(lián)網(wǎng)部署，他們就會考慮將蜂窩網(wǎng)絡(luò)作為這些項目的數(shù)據(jù)回程主干。這是因為蜂窩連接幾乎無處不在，具有很大的地理范圍，并且可以有效地穿透建筑物以支持內(nèi)部部署。利用蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施的物聯(lián)網(wǎng)可以部署在地圖上的幾乎每一個地點，而這些基礎(chǔ)設(shè)施不需要由部署物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的公司來建設(shè)。聽起來很完美！
只是它并不完美。有兩個問題阻礙了這一進(jìn)程。由消費設(shè)備(富媒體手機(jī)和平板電腦)驅(qū)動的LTE連接的高性能特性將在一眨眼的時間內(nèi)耗盡傳感器等無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備較為有限的電池，除非它們像手機(jī)一樣每晚都進(jìn)行有線供電或充電。而數(shù)百、數(shù)千或數(shù)萬臺這樣的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的蜂窩連接成本將相當(dāng)于支付100萬青少年的手機(jī)賬單。這兩個缺點使得蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施無法作為除極少數(shù)物聯(lián)網(wǎng)部署之外的所有物聯(lián)網(wǎng)部署的連接源，但兩個新版本的蜂窩標(biāo)準(zhǔn)旨在克服這些障礙，以擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩連接用途。
為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的兩個新的蜂窩協(xié)議是LTE-M和NB-IoT。如果您對這兩種技術(shù)的工作原理感興趣，請參閱本白皮書中對這兩種技術(shù)的深入研究。然而，關(guān)鍵要知道的是，LTE-M和NB-IoT解決了過去阻礙蜂窩網(wǎng)絡(luò)實用化的兩個缺點：能源使用和針對傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不頻繁連接的優(yōu)化連接。
LTE-M和NB-IoT不同于手機(jī)和平板電腦使用的手機(jī)版本的始終在線、耗電的架構(gòu)，LTE-M和NB-IoT的設(shè)計非常有目的，目的是延長物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命。雖然它們?nèi)匀皇褂孟嗤腖TE網(wǎng)絡(luò)，但它們的運營架構(gòu)不會尋求與最近的蜂窩塔保持連續(xù)連接-這是蜂窩連接設(shè)備最大的電池消耗之一。LTE-M和NB-IoT將該架構(gòu)與其他電池保護(hù)功能相結(jié)合，使設(shè)備在現(xiàn)場的預(yù)計壽命達(dá)到10年或更長時間。這解決了基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的第一個主要異議。
為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的兩個新的蜂窩協(xié)議是LTE-M和NB-IoT。如果您對這兩種技術(shù)的工作原理感興趣，請參閱本白皮書中對這兩種技術(shù)的深入研究。然而，關(guān)鍵要知道的是，LTE-M和NB-IoT解決了過去阻礙蜂窩網(wǎng)絡(luò)實用化的兩個缺點：能源使用和針對傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不頻繁連接的優(yōu)化連接。
LTE-M和NB-IoT不同于手機(jī)和平板電腦使用的手機(jī)版本的始終在線、耗電的架構(gòu)，LTE-M和NB-IoT的設(shè)計非常有目的，目的是延長物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命。雖然它們?nèi)匀皇褂孟嗤腖TE網(wǎng)絡(luò)，但它們的運營架構(gòu)不會尋求與最近的蜂窩塔保持連續(xù)連接-這是蜂窩連接設(shè)備最大的電池消耗之一。LTE-M和NB-IoT將該架構(gòu)與其他電池保護(hù)功能相結(jié)合，使設(shè)備在現(xiàn)場的預(yù)計壽命達(dá)到10年或更長時間。這解決了基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的第一個主要異議。
LTE-M和NB-IoT的架構(gòu)還解決了數(shù)據(jù)成本問題，該架構(gòu)的運營成本使它們能夠與其他類型的連接競爭，只在需要時才使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸間歇性數(shù)據(jù)。與典型的手機(jī)連接設(shè)備相比，這最大限度地降低了數(shù)據(jù)成本。LTE-M和NB-IoT還從客戶和OEM的成本結(jié)構(gòu)中消除了擴(kuò)建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的費用。通過使用公共蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，組織無需部署、擁有或維護(hù)網(wǎng)絡(luò)。這些成本由無線運營商承擔(dān)，從而消除了物聯(lián)網(wǎng)部署的運營成本來源。
這些技術(shù)針對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化的另一種方式是，它們不需要傳統(tǒng)LTE設(shè)備使用的物理無線電和架構(gòu)-因為物聯(lián)網(wǎng)不需要高級別的處理、數(shù)據(jù)吞吐量和處理-從而降低了這些設(shè)備的成本。
通過消除對電池壽命和成本的擔(dān)憂，LTE-M和NB-IoT允許從事物聯(lián)網(wǎng)項目的工程師最終擁有自物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以來一直令人垂涎的無處不在的統(tǒng)一基礎(chǔ)設(shè)施。在任何有酒吧的地方，你都可以擁有接入同一數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的物聯(lián)網(wǎng)。這對一長串使用案例非常重要，包括食品和疫苗的冷供應(yīng)鏈、遠(yuǎn)程醫(yī)療設(shè)備的遠(yuǎn)程健康監(jiān)控和工業(yè)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控-所有這些都存在連接挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)都可以通過無處不在的細(xì)胞連接來解決。
對于從事過蜂窩項目的工程師來說，您可能知道涉及該技術(shù)的項目的注意事項。例如，任何與蜂窩連接的設(shè)備的認(rèn)證都可能很困難，因為具有蜂窩無線電的產(chǎn)品存在額外的認(rèn)證障礙，包括監(jiān)管機(jī)構(gòu)(例如FCC/IC等)、網(wǎng)絡(luò)批準(zhǔn)(例如PTCRB/GCF)和運營商批準(zhǔn)(例如AT&T認(rèn)證)。使用預(yù)先認(rèn)證的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)插座調(diào)制解調(diào)器和經(jīng)驗豐富的無線設(shè)計合作伙伴可以幫助您以加快認(rèn)證流程的方式完成這些步驟。
對于從事蜂窩物聯(lián)網(wǎng)項目的工程師來說，另一個重要的建議是如何成功地將LTE-M和NB-IoT與藍(lán)牙等補(bǔ)充短程技術(shù)配對。藍(lán)牙是LTE-M和NB-IoT的一種特別有吸引力的補(bǔ)充，因為藍(lán)牙可以執(zhí)行所有短距離的設(shè)備間通信，同時LTE-M/NB-IoT僅在需要時才執(zhí)行到LTE網(wǎng)絡(luò)的回程通信。對于將蜂窩與藍(lán)牙等其他技術(shù)相結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)項目，應(yīng)注意多個無線電如何放置在同一位置，以確保性能、避免干擾問題并確保獲得認(rèn)證。不過，只要選擇合適的射頻建模、天線選擇和測試合作伙伴，就可以輕松完成這一過程。
這兩個新版本的蜂窩協(xié)議終于實現(xiàn)了關(guān)于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的長期夢想，我預(yù)計使用LTE網(wǎng)絡(luò)作為其數(shù)據(jù)主干的部署數(shù)量將出現(xiàn)爆炸性增長。現(xiàn)在，您可以在手機(jī)上看到條形圖的任何地方輕松部署物聯(lián)網(wǎng)，這肯定會為更大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)部署打開大門。
(原標(biāo)題：蜂窩技術(shù)可能引發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的下一波增長浪潮)
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